泡沫前驱体碳热还原氮化法合成氮化铝粉体(英)

茅茜茜^1,2,3，李军¹，张海龙²，徐勇刚^1,2,3，王士维^1,2

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室2. 中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院光功能无机材料重点实验室3. 中国科学院大学

摘 要：本研究采用碳热还原氮化法（CRN）合成Al N粉体。以γ-Al₂O₃和炭黑为原料,采用直接发泡工艺与注凝成型相结合的方法制备出Al₂O₃/C泡沫,作为合成Al N粉体的前驱体。泡沫孔隙尺寸从几十微米到几百微米,总孔隙率56%⁹0%。具有通孔结构的泡沫前驱体实现了原料内部各处的均匀的固–气反应,泡沫总孔隙率≥80%可显著提高CRN反应的速率。XRD分析结果显示:CRN过程中存在γ-Al₂O₃到α-Al₂O₃的相转变,反应起始温度在1300℃以上,并在1550℃反应完全。在1650℃合成得到的Al N颗粒平均粒径不超过1μm,氮含量为32.9wt%。

关键词：化学制备;孔隙率;碳热还原;氮化铝;